6 Экспериментальное исследование погрешности измерения напряжения и временных интервалов

6.1 Погрешность измерения напряжения

Для исследования погрешности измерения напряжения соберите схему, показанную на рисунке 11.

Задайте на генераторе частоту 1 кГц, произведите измерение амплитуды напряжения осциллографом и снимите показания мультиметра. При этом следует настроить канал Y и установить измеряемый сигнал таким, чтобы можно было использовать большую часть экрана.

Повторите измерения при других (трех, четырех) значениях амплитуды входного сигнала.

Оцените погрешность измерения амплитуды. За оценку абсолютной погрешности ε принимают разность между отсчетом U_m по сетке ЭО и расчетным значением U_{m д}.

П р и м е ч а н и е. Обратите внимание на то, что показания цифрового мультиметра соответствуют среднеквадратическому значению U измеряемого напряжения, которое связано с его амплитудой U_m выражением

.

Данные эксперимента занесите в таблицу 2, где через U_m д обозначено значение амплитуды, рассчитанное по показаниям мультиметра.

Таблица 2

Um, В	UV, В	, В	, В	, %	δдоп, %

6.2 Погрешность измерения периода

Соберите схему эксперимента, показанную на рисунке 12.

Установите на генераторе напряжение от 1 до 3 В и при часто- тах 50 Гц; 5 кГц и 50 кГц произведите измерение периода исследуемого сигнала одновременно осциллографом и цифровым частотомером. Определите оценки абсолютной ε_Т и относительной η_Т погрешностей и занесите в таблицу 3, где через Т_х д обозначено значение периода, полученное с помощью цифрового частотомера, а через Т_х  значение периода, измеренное ЭО.

Таблица 3

Тх, мс	Тх д, мс	, мс		δдоп, %

Сравните полученные значения оценок относительной погрешности η_Т измерений периода с пределами допускаемой основной погрешности измерений интервалов времени (±5 %).

Контрольные вопросы к работе л-04-2

1. Для измерения каких величин применяется ЭО?

2. Назовите основные метрологические характеристики ЭО.

3. На какой из входов ЭО (Y, Х, Z) подается измеряемое напряжение?

4. Можно ли с помощью ЭО измерить мгновенное значение напряжения?

5. Можно ли ЭО непосредственно измерить среднеквадратическое (действующее) значение напряжения?

6. Как реализуется метод сравнения при измерении напряжения осциллографом?

7. Если размах сигнала по вертикали при измерении синусоидального напряжения составляет 4,8 делений, а коэффициент отклонения равен 0,5 В/дел., то чему равна амплитуда измеряемого напряжения?

8. Как измерить постоянную составляющую сигнала?

9. Изображение пяти периодов синусоидального напряжения по оси Х занимает 5 дел. Известно, что период развертки составляет 100 мкс. Чему равен период исследуемого сигнала?

10. Какой коэффициент развертки K_р  10 мкс/дел. или 100 мкс/дел.  следует установить при измерении периода синусоидального напряжения частотой 20 кГц?

11. При каком уровне напряжения производится измерение длительности прямоугольного импульса?

12. Для каких целей используют ждущую развертку?

13. Как измерить передний и задний фронты импульсного сиг-нала?

14. Когда пользуются множителем развертки (0,1)?

15. Каково время установления рабочего режима ЭО?

16. При каком минимальном значении амплитуды исследуемого сигнала обеспечивается класс точности ЭО?

17. При какой минимальной длительности исследуемого временного интервала обеспечивается класс точности ЭО?

18. Какие существуют методы измерения частоты с помощью ЭО?

19. Определите частоту f_y, если напряжение с измеряемой частотой f_y подано на вход Y, а напряжение эталонной частоты f₀ = 1 кГц – на вход Х и осциллограмма при этом имеет вид, показанный на рисунке 6.

20. Зависит ли погрешность измерений частоты методом фигур Лиссажу от значения отношения частот?

21. В каких случаях при измерении частоты используется круговая развертка?

22. При использовании круговой развертки на какой из входов (Y, Х, Z) подается более высокая частота?

23. Каким образом с помощью осциллографа измеряют угол сдвига фаз двух напряжений?

24. Как с помощью ЭО измеряют составляющие комплексного сопротивления?

25. Каков предел основной допускаемой погрешности измерения напряжения с помощью ЭО?

26. Как экспериментально определить действительное значение погрешности при измерении напряжения с помощью ЭО?

27. Каков предел основной допускаемой погрешности измерения временных интервалов с помощью ЭО?

28. К ак экспериментально определить действительное значение погрешности при измерении временных интервалов с помощью ЭО?